【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机器人智能化应用，具体涉及一种基于机器人的构图定位装置及其方法。
技术介绍
1、随着人工智能技术的不断发展，对于各场景下能实现自主移动应用的机器人需求量日益增加，智能机器人的研究得到了广泛关注。定位与地图构建(slam，simultaneouslocalization and mapping)作为实现机器人自主定位的关键技术之一，它根据智能机器搭载的传感器获取外部环境数据，从而计算出周围环境的数学模型，估计智能机器人的移动位姿，实现自主定位。然而，依靠传感器估计出的机器人移动位姿受环境的影响，并不能准确地估计出移动机器人的定位，以及不能准确地构建出机器人运行地图。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于机器人的构图定位装置及其方法，旨在实现准确地估计出移动机器人的定位，以及准确地构建出机器人运行地图。
2、第一方面，本申请提供一种基于机器人的构图定位装置包括数据获取单元、初始位姿估计单元、最终位姿估计单元、地图构建单元、导航方向标识单元、场景关联绑定单元、地图渲染单元和机器人控制中心；所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元和所述最终位姿估计单元组成定位单元；所述机器人控制中心分别与所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元、所述最终位姿估计单元、所述地图构建单元、所述导航方向标识单元、所述场景关联绑定单元和所述地图渲染单元连接，对所有单元进行控制；
3、所述数据获取单元用于：基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度
4、所述初始位姿估计单元用于：基于所述机器人在所述第一时刻的第一线速度、在所述第一时刻的行驶速度的第二线速度和在所述第一时刻的最终位姿信息，确定所述机器人在所述第二时刻的初始位姿信息；
5、所述最终位姿估计单元用于：基于所述机器人在所述第二时刻的速度波动量以及所述机器人在所述第二时刻的线速度变化量，以所述机器人在所述第二时刻的位姿为目标，对所述机器人在所述第二时刻的初始位姿信息进行优化，确定所述机器人在所述第二时刻的最终位姿信息；
6、所述地图构建单元用于：根据所述第二时刻的最终位姿信息构建机器人运行地图；
7、所述导航方向标识单元用于：根据导航方向角度并以所述机器人的中心位置点为原点为基础在导航方向二维坐标系中生成导航方向标识，并将所述导航方向标识显示在所述机器人运行地图中；
8、所述场景关联绑定单元用于：将每一个目标区域及其区域场景进行关联绑定，并将每一个目标区域的绑定结果嵌入所述机器人运行地图；
9、所述地图渲染单元用于：以不同线条形式对地形在所述机器人运行地图进行渲染。
10、第二方面，本申请提供一种基于机器人的构图定位方法，包括：
11、基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度以及在第二时刻的速度波动量；所述第一时刻和所述第二时刻为相邻时刻；
12、基于所述机器人在所述第一时刻的第一线速度、在所述第一时刻的行驶速度的第二线速度和在所述第一时刻的最终位姿信息，确定所述机器人在所述第二时刻的初始位姿信息；
13、基于所述机器人在所述第二时刻的速度波动量以及所述机器人在所述第二时刻的线速度变化量，以所述机器人在所述第二时刻的位姿为目标，对所述机器人在所述第二时刻的初始位姿信息进行优化，确定所述机器人在所述第二时刻的最终位姿信息；
14、根据所述第二时刻的最终位姿信息构建机器人运行地图。
15、在一实施例中，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度，包括：
16、基于所述机器人在所述第一时刻的行驶速度的第二线速度与所述机器人从激光坐标系变换到底盘测速仪坐标系的旋转分量进行计算，得到第一计算结果；所述第一计算结果的算法公式为：
17、s1＝(k1+k2)*max{(0.5k1-k2)2,(k1-0.5k2)2}
18、其中，s1表示第一计算结果，k1表示所述机器人在第一时刻的行驶速度的第二线速度，k2表示所述机器人从激光坐标系变换到底盘测速仪坐标系的旋转分量；
19、根据所述机器人从所述底盘测速仪坐标系变换到所述激光坐标系的平移分量与所述底盘测速仪在所述第一时刻与所述第二时刻之间在所述底盘测速仪坐标系中的位移进行计算，得到第二计算结果；所述第二计算结果s2的算法公式为：
20、
21、其中，r1表示所述机器人从底盘测速仪坐标系变换到激光坐标系的平移分量，r2表示底盘测速仪在第一时刻与第二时刻之间在底盘测速仪坐标系中的位移，e为常规常数；
22、根据所述机器人从所述激光坐标系变换到所述底盘测速仪坐标系的平移分量、所述第一计算结果和所述第二计算结果，获取所述机器人在所述第一时刻的第一线速度；所述机器人在所述第一时刻的第一线速度的算法公式为：
23、v＝(s1-a)*(s2-a)+a2
24、v表示所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度，a表示所述机器人从激光坐标系变换到底盘测速仪坐标系的平移分量。
25、在一实施例中，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第二时刻的速度波动量，包括：
26、基于所述机器人的底盘测速仪在所述第一时刻与所述第二时刻之间在底盘测速仪坐标系中的位移以及所述机器人从底盘测速仪坐标系变换到激光坐标系的平移分量进行计算，得到第三计算结果；所述第三计算结果s3的算法公式为：
27、s3＝r2-r1-min{(r22-0.5r12),(0.5r22-r12)}
28、其中，r1表示所述机器人从底盘测速仪坐标系变换到激光坐标系的平移分量，r2表示底盘测速仪在第一时刻与第二时刻之间在底盘测速仪坐标系中的位移；
29、根据所述机器人在所述第一时刻的旋转分量、所述机器人在所述第二时刻相对于所述激光坐标系的旋转分量、所述机器人从所述激光坐标系变换到所述底盘测速仪坐标系的平移分量、所述机器人在所述第二时刻相对于所述激光坐标系的平移分量、所述机器人在所述第一时刻的平移分量、所述机器人从所述底盘测速仪坐标系变换到所述激光坐标系的平移分量进行计算，得到第四计算结果；所述第四计算结果s4的算法公式为：
30、s4＝a*[b4*(b2*a+b3)+b1]
31、b1表示所述机器人在第一时刻的旋转分量，b2表示所述机器人在第二时刻相对于激光坐标系的旋转分量，a表示所述机器人从激光坐标系变换到底盘测速仪坐标系的平移分量，b3表示所述机器人在第二时刻相对于激光坐标系的平移分量，b4表示所述机器人在第一时刻的平移分量；
32、根据所述机器人从激光坐标系变换到所述底盘测速仪坐标系的旋转分量、所述第三计算结果和第四计算结果，获取所述机器人在所述第二时刻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机器人的构图定位装置，其特征在于，包括数据获取单元、初始位姿估计单元、最终位姿估计单元、地图构建单元、导航方向标识单元、场景关联绑定单元、地图渲染单元和机器人控制中心；所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元和所述最终位姿估计单元组成定位单元；所述机器人控制中心分别与所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元、所述最终位姿估计单元、所述地图构建单元、所述导航方向标识单元、所述场景关联绑定单元和所述地图渲染单元连接，对所有单元进行控制；
2.一种基于机器人的构图定位方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度，包括：
4.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第二时刻的速度波动量，包括：
5.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，所述基于机器人的构图定位方法还包括：
6.根据权利要求5所述的基于机器人的构图
7.根据权利要求6所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，根据所述机器人的构图横坐标、构图纵坐标和构图竖坐标，构建所述机器人运行地图，包括：
8.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，所述基于机器人的构图定位方法还包括：
9.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，基于所述机器人的构图定位方法还包括：
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求2至9任一项所述基于机器人的构图定位方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器人的构图定位装置，其特征在于，包括数据获取单元、初始位姿估计单元、最终位姿估计单元、地图构建单元、导航方向标识单元、场景关联绑定单元、地图渲染单元和机器人控制中心；所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元和所述最终位姿估计单元组成定位单元；所述机器人控制中心分别与所述数据获取单元、所述初始位姿估计单元、所述最终位姿估计单元、所述地图构建单元、所述导航方向标识单元、所述场景关联绑定单元和所述地图渲染单元连接，对所有单元进行控制；
2.一种基于机器人的构图定位方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第一时刻的行驶速度的第一线速度，包括：
4.根据权利要求2所述的基于机器人的构图定位方法，其特征在于，基于机器人的底盘测速仪的行驶速度，获取所述机器人在第二时刻的速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李杰浩，郭海军，袁彪，吴伟斌，李爱玲，段海鹏，
申请(专利权)人：广东拓普视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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